專利名稱：臥式列管換熱器管外污垢三相流態(tài)化在線清洗技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利涉及一種臥式列管換熱器管外污垢三相流態(tài)化在線清洗技術(shù)。這種技術(shù)能夠廣泛應(yīng)用于各種列管換熱器管外污垢的周期性在線清洗。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在使用的臥式列管換熱器，在運(yùn)行過(guò)程中殼程液體在管外結(jié)垢后無(wú)法進(jìn)行機(jī)械清洗。幾乎是單一的化學(xué)清洗方法，但是由于結(jié)構(gòu)上的原因，清洗均勻性差，效果不好，并且容易引起局部腐蝕。因此，管外污垢無(wú)法及時(shí)清洗除去，運(yùn)行效率逐漸下降、惡化，甚至局部阻塞，導(dǎo)致提早失效報(bào)廢，嚴(yán)重影響使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專利旨在解決這種臥式列管換熱器管外污垢的在線快速清洗問(wèn)題，提出一種臥式列管換熱器管外污垢三相流態(tài)化在線清洗技術(shù)。本發(fā)明專利的特點(diǎn)是臥式列管換熱器可以通過(guò)三相循環(huán)流態(tài)化清洗，實(shí)現(xiàn)周期性的、在線、快速、均勻清除管外污垢，達(dá)到保持長(zhǎng)期高效運(yùn)行的目的，并且保持基本結(jié)構(gòu)不變，相同負(fù)荷下的設(shè)備費(fèi)幾乎不增加，清洗費(fèi)用十分低廉。
本發(fā)明專利的技術(shù)方案是換熱器由傳熱管，殼體、布?xì)夤?、排氣口、溢流口、進(jìn)口室、出口室構(gòu)成。殼體底部設(shè)計(jì)有兩根布?xì)夤?，布?xì)夤苌祥_(kāi)設(shè)有送氣斜孔或斜向噴嘴，斜孔或噴嘴的傾斜方向與殼程液體的軸向流向相反。殼程的底部裝有流態(tài)化清洗用的固體粒子。殼體的頂部設(shè)計(jì)有排氣口。殼體的上部，大體上為最高層傳熱管的高度處開(kāi)設(shè)有溢流口。
生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中需要清洗管外污垢時(shí)，打開(kāi)一個(gè)半側(cè)的送氣閥、排氣口和溢流口，關(guān)閉殼程出口閥。在清洗氣體的帶動(dòng)下，殼程液體與流態(tài)化粒子隨大量氣泡上升劇烈運(yùn)動(dòng)，及至由溢流口控制的液面，氣體與殼程液體、流態(tài)化粒子分離，經(jīng)排氣口排出。殼程液體和流態(tài)化粒子則通過(guò)未送氣的另一半側(cè)循環(huán)下降，實(shí)現(xiàn)殼程的周向循環(huán)流動(dòng)。液體和流態(tài)化粒子在橫過(guò)列管劇烈流動(dòng)的過(guò)程中實(shí)行管外表面污垢的清洗。待傳熱管朝周向循環(huán)流動(dòng)的正面半周基本清洗干凈后，關(guān)閉該半側(cè)送氣閥，打開(kāi)另一半側(cè)的送氣閥，改變?nèi)嗔鲬B(tài)化清洗流體的周向循環(huán)流向。如此交換的結(jié)果，解決了單向循環(huán)流直沖的列管正面和背面的污垢清洗不均勻性問(wèn)題。清洗過(guò)程中，流態(tài)化粒子同時(shí)隨殼程液體的軸向流動(dòng)逐步的向出口方向移動(dòng)，但是下降到底部后被噴氣斜孔或噴嘴噴出的氣體回送，由此實(shí)現(xiàn)流態(tài)化粒子的在殼程內(nèi)的軸向循環(huán)流動(dòng)，保障列管外污垢清洗的軸向均勻性。由于三相流態(tài)化清洗液的流動(dòng)狀態(tài)非常劇烈，污垢清洗的速度快，時(shí)間短，均勻性好，清洗過(guò)程中的換熱效率非但不會(huì)下降，反而會(huì)有所強(qiáng)化上升。因此，這種換熱器具有在線、快速、均勻清洗的優(yōu)點(diǎn)，可以保障設(shè)備的長(zhǎng)期高效運(yùn)行。


圖1是本發(fā)明的臥式列管換熱器管外污垢三相流態(tài)化在線清洗技術(shù)原理圖。
圖2是圖1中的B-B剖視放大的周向循環(huán)三相流態(tài)化在線清洗結(jié)構(gòu)原理圖。
圖3是圖1中的A部剖視放大的噴氣嘴圖。
圖4是圖2中的C部剖視放大的噴氣孔圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖1、附圖2、附圖3和附圖4說(shuō)明本發(fā)明專利的具體實(shí)施方案圖中的1.殼體 2.傳熱管 3.噴氣斜孔 4.布?xì)夤? 5.折流桿E 6.折流桿F 7.粒子軸向循環(huán) 8.管程流體進(jìn)口 9.排氣口 10.溢流口 11.殼程液體出口 12.管程流體出口 13.左半送氣閥 14.右半送氣閥 15.粒子向上流動(dòng) 16.流態(tài)化粒子 17.氣液分離面 18.周向循環(huán)下流 19.管橋最大截面G-G 20.噴氣斜嘴 21.殼程液體進(jìn)口運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行管外污垢清洗時(shí)，打開(kāi)殼體一側(cè)的右半送氣閥14、排氣口9和溢流口10，關(guān)閉殼程液體出口11。當(dāng)管橋最大截面G-G19處清洗氣體的速度超過(guò)粒子沉降速度移動(dòng)值以后，清洗氣體經(jīng)噴氣斜孔3進(jìn)入右半側(cè)殼程的底部后，分散成大量汽泡向上浮升帶動(dòng)殼程液體向上劇烈運(yùn)動(dòng)，并且?guī)?dòng)流態(tài)化粒子16向上流動(dòng)15，帶至由溢流口10控制的氣液分離面17，清洗氣體分離出來(lái)經(jīng)排氣口9排出。殼程液體和流態(tài)化粒子16則通過(guò)另一半殼程周向循環(huán)下流18。劇烈運(yùn)動(dòng)的液體和流態(tài)化粒子16在橫過(guò)傳熱管2外壁流動(dòng)時(shí)將管外表面污垢進(jìn)行快速清洗。待傳熱管2朝周向循環(huán)流動(dòng)的正面半周基本清洗干凈后，打開(kāi)另一半的左半送氣閥13，關(guān)閉該側(cè)右半送氣閥14，改變?nèi)嗔鲬B(tài)化清洗流體的周向循環(huán)流向。這樣交換替清洗作業(yè)可以避免單一方向的周向循環(huán)流直沖的傳熱管2正面半周和背面半周污垢清洗的不均勻性。清洗過(guò)程中，流態(tài)化粒子16同時(shí)隨殼程液體的軸向流動(dòng)逐步地向殼程液體出口11方向移動(dòng)；但是下降到底部后，在噴氣斜孔3或噴氣斜嘴20噴出的氣體的作用下，流態(tài)化粒子16向殼程液體進(jìn)口21方向產(chǎn)生回送運(yùn)動(dòng)，由此實(shí)現(xiàn)了流態(tài)化粒子16的粒子軸向循環(huán)6，使流態(tài)化粒子16在殼程沿軸向的分布始終均勻，保障傳熱管2管外污垢清洗的軸向均勻性。由于三相流態(tài)化清洗液的劇烈流動(dòng)，在線清洗速度快，時(shí)間短，清洗時(shí)的換熱效率非但不會(huì)下降，反而會(huì)強(qiáng)化得更好。清洗氣體需要克服的殼程液體靜壓不大，只需要低壓氣體，清洗費(fèi)用很低。因此，這種換熱器可以通過(guò)在線、快速、均勻、經(jīng)濟(jì)的周期性清洗，達(dá)到保障長(zhǎng)期高效運(yùn)行的目的。
布?xì)夤?在殼體1的底部，左右兩側(cè)對(duì)稱排列。布?xì)夤?上的噴氣斜孔3或噴氣斜嘴20，可以分成1～5排排列。具體排數(shù)的確定主要視殼體1的大小，殼體1愈大，排數(shù)也愈多，一般為2排排列，并且兩排孔之間的夾角β一般在10°～45°范圍。噴氣斜孔3或噴氣斜嘴20的斜角α在0°～30°范圍，斜角α的大小由殼程液體的軸向速度和噴氣速度兩者決定，在0°～30°范圍。噴氣斜孔3或噴氣斜嘴20的孔徑一般在4mm～8mm范圍，太小容易堵塞，太大會(huì)引起流態(tài)化粒子16倒灌進(jìn)入布?xì)夤?內(nèi)。噴氣斜孔3或噴氣斜嘴20的總數(shù)，由噴氣速度計(jì)算決定，噴氣速度在10m/s-40m/s范圍。
排氣口9的個(gè)數(shù)主要由殼體1的長(zhǎng)度決定，同時(shí)考慮殼體1的直徑大小。對(duì)于殼體1直徑不大的換熱器，可以每隔1500mm左右一個(gè)。排氣口9的總面積由排氣速度計(jì)算確定，排氣速度以排出氣體基本上不帶出殼程液體為準(zhǔn)，一般在40m/s～80m/s范圍內(nèi)。若殼程液體為冷卻水時(shí)可以采用較高的排氣速度。
溢流口10的軸向位置與殼程液體出口11相同，以保證在線清洗時(shí)換熱器的效率；其高度位置大體上與傳熱管2的最高層相同。最高層傳熱管2的排列位置是依據(jù)氣液分離液面17需要的面積大小決定。
流態(tài)化粒子16可以是塑料粒子、玻璃球、瓷球、河沙，依據(jù)殼程液體的性質(zhì)和傳熱管2的材質(zhì)以及污垢清洗的難易選擇確定。
權(quán)利要求
1.一種臥式列管換熱器管外污垢三相流態(tài)化在線清洗技術(shù)，由傳熱管，殼體、布?xì)夤堋⑴艢饪?、溢流口等組成臥式列管換熱器。其特征在于底部固定有布?xì)夤?4)，布?xì)夤?4)上設(shè)置有噴氣斜孔(4)或噴氣斜嘴(20)，殼體(1)的底部裝有清洗用流態(tài)化粒子(16)，殼體(1)的頂部有排氣口(9)，殼體(1)的上部開(kāi)設(shè)有溢流口(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式列管換熱器管外污垢三相流態(tài)化在線清洗技術(shù)，其特征在于底部固定的布?xì)夤?4)管數(shù)是1～4根，布?xì)夤?4)上的噴氣斜孔(4)或噴氣斜嘴(20)都向殼程液體進(jìn)口(21)的方向傾斜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式列管換熱器管外污垢三相流態(tài)化在線清洗技術(shù)，其特征在于在殼體(1)頂部有排氣口(9)，排氣口(9)的個(gè)數(shù)為1～6個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式列管換熱器管外污垢三相流態(tài)化在線清洗技術(shù)，其特征在于在殼體(1)的底部裝有清洗用的流態(tài)化粒子(16)，流態(tài)化粒子(16)可以是河沙、瓷球、玻璃球、塑料球、塑料粒子。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式列管換熱器管外污垢三相流態(tài)化在線清洗技術(shù)，其特征在于殼體(1)上開(kāi)設(shè)有溢流口(10)，其高度與最高層傳熱管(2)的高度大體相同處，其軸向位置與殼程液體出口(11)大體相同。
全文摘要
列管換熱器的管外污垢清洗困難。該發(fā)明提出一種臥式列管換熱器管外污垢三相循環(huán)流態(tài)化清洗技術(shù)，在殼體底部安裝有布?xì)夤埽細(xì)夤苌祥_(kāi)設(shè)有許多斜向的噴氣孔或噴氣斜嘴。噴出的清洗氣體使殼程液體和固體粒子劇烈流態(tài)化，形成橫截面的周向自然循環(huán)流動(dòng)和縱截面的軸向自然循環(huán)流動(dòng)，將管外的污垢快速、均勻地清洗除去，清洗氣體由頂部排氣口排出。因此，這一清洗技術(shù)具有快速、均勻、低廉、無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)，可以保障換熱器長(zhǎng)期高效運(yùn)行。
文檔編號(hào)F28G1/00GK1566892SQ0312454
公開(kāi)日2005年1月19日 申請(qǐng)日期2003年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月13日
發(fā)明者彭德其, 俞秀民, 俞天蘭, 吳金香, 俞天翔, 林偉璐, 蔣少青, 張琳, 寧立偉 申請(qǐng)人:株洲工學(xué)院帥科機(jī)械清洗研究所